Волоконні ПКМ

Матрицею служать епоксидні, феноло-формальдегідні, поліефірні та інші смоли. Зміцнювальним компонентом волоконних полімерних композиційних матеріалів є скловолокна, органічні волокна, вуглецеві волокна, борні волокна та металевий дріт.

Скловолокна мають високу міцність (sм = 3000...5000 МПа), задовільну теплотривкість (350...550 °С), добру корозійну тривкість, низьку тепло- й елек­тропровідність. Густина скляних волокон (2,4...2,6) • 103 кг/м3. Їх виготовляють шляхом протягання або витискання розтопленої скломаси через фільєри — пристрої з отворами спеціальної форми.

Органічні волокна виробляють з льону, бавовни, лавсану, капрону, нейлону та ін.

Про волокна вуглецеві, борні й металевий дріт йшлося у п. 1.

ПКМ об'єднують у групи за назвою армувального волокна. Наприклад, полімерні композитні матеріали зі скляними волокнами називають скловолокнітами, з органічними волокнами — органоволокнітами, з вуглецевими волок­нами — вуглеволокнітами, з борними — бороволокнітами тощо.

Найпоширенішими з них є скловолокніти. Вони підвищено міцні й дешеві. Не дивлячись на порівняно низький модуль пружності скляних волокон, скло­волокніти за питомою жорсткістю перевершують леговані сталі та стопи алюмінію й титану. Скловолокніти використовують у суднобудуванні, тран­спортному машинобудуванні, для виготовлення місткостей і труб.

Органопластики — це ПКМ, що складаються з полімерної матриці й синтетичних волокон. Порівняно зі скловолокнітами вони мають вищі ударну в'язкість, питому міцність і жорсткість. Водночас органоволокніти істотно пере­вищують вартість скловолокнітів. Більшість органоволокнітів витримує темпе­ратуру до 100...150 °С, а окремі з них — до 200...300 °С. Органоволокніти засто­совують як електроізоляційні й конструкційні матеріали в електротехніці, в автомобіле- й літакобудуванні.

Вуглеволокніти — композити з полімерної (наприклад, епоксидно-феноль­ної матриці) й високоміцних вуглецевих волокон. Вони відзначаються високи­ми ударною в'язкістю, питомими міцністю і жорсткістю. Застосовуються в аві­аційній та космічній техніці, в автомобілебудуванні, для виготовлення спор­тивного інвентаря.

Бороволокніти — це ПКМ з полімерної матриці у вигляді епоксидної, поліефірної, феноло-формальдегідної та інших смол і волокон бору. Бороволокні­ти характеризуються підвищеними міцністю, жорсткістю, твердістю, тепло- й електропровідністю. Вони витримують температуру в межах від 100 до 300 °С. Вироби з бороволокнітів знайшли застосування в авіації й космічній техніці (панелі, лопатки гвинтів).

ККМ

Особливістю волоконних керамічних композитних матеріалів є їх високі теплова й корозійна тривкість і водночас підвищена крихкість. Матрицею в ККМ служать нітрид й карбід кремнію, оксиди алюмінію й цирконію. Як зміц­нювальний компонент використовують волокна з вуглецю, з карбіду кремнію або з оксиду алюмінію. Для виготовлення ККМ можна використати порошкові, а також інші технології.